По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 681.511

Анализ и синтез инженерной модели системы стабилизации повышенной частоты

Варенов А. А. канд. техн. наук, профессор, Казанский государственный энергетический университет, г. Казань
Ерашова Ю. Н. ст. преподаватель, кафедра теоретических основ электротехники (ТОЭ), Казанский государственный энергетический университет, г. Казань

В статье приведена структура и динамическая модель электромашинного преобразователя тока со стабилизатором частоты; проведен синтез аналогового и цифрового регуляторов автоматической системы стабилизации повышенной частоты, позволяющих с высокой точностью и приемлемыми динамическими характеристиками обеспечивать электропитание автоматических устройств. Проведен сравнительный анализ полученных результатов с применением моделирования в среде MatLab.

Литература:

1. Копылов И. П. Электрические машины / Учеб. для вузов. — М.: Высшая школа, 2004.

2. Электрические и электронные аппараты: Учеб. для вузов / Под ред. Варенова А. А. — Изд. МО РФ, 2009.

3. Варенов А. А., Тарасова Н. А. Обеспечение качества электроэнергии аппаратами автоматического регулирования // Научный журнал «Вестник КГЭУ». — 2012. — № 2 (13).

Электрическая энергия преобразуется из одного вида в другой с помощью статических и электромашинных преобразователей. Последние состоят из двух электрических машин, соединенных механически, — двигателя и генератора. Преимущество электромашинных преобразователей перед полупроводниковыми состоит в том [1], что они создают меньше высших гармоник и обеспечивают электроснабжение приемников при кратковременных перерывах в питании на стороне двигателя.

В статье рассматривается электромашинный преобразователь, преобразующий энергию постоянного тока в энергию переменного тока повышенной частоты. Такое преобразование необходимо для питания низковольтной аппаратуры (модуляторы, демодуляторы, усилители сигналов, различные датчики и другие элементы автоматики) напряжением повышенной частоты. Для обеспечения качества функционирования этой аппаратуры необходимо поддерживать частоту переменного тока на заданном уровне с требуемой точностью.

С этой целью в состав преобразователя кроме двигателя постоянного тока (ДПТ) и синхронного генератора (СГ) включают аппарат автоматического регулирования в виде стабилизатора частоты, который вместе с двигательгенератором образует замкнутую систему автоматического регулирования этой частоты. Структурная схема системы стабилизации частоты синхронного генератора (ССЧСГ) приведена на рис. 1. и включает в себя резонансные контуры (РК1 и РК2), магнитный усилитель (МУ), двигатель постоянного тока (ДПТ) и синхронный генератор (СГ).

Требуемое значение частоты f = f 0 формируется резонансными контурами, которые вместе с встречно включенными обмотками управления МУ образуют измерительное устройство системы. Однотактный МУ с самоподмагничиванием имеет выход на постоянном токе, а его нагрузкой является обмотка возбуждения ДПТ, выполняющая роль обмотки управления. Характеристика управления МУ смещена параллельно самой себе в направлении оси абсцисс таким образом, что ток холостого хода, протекающий по обмотке возбуждения ДПТ, обеспечивает вращение электрических машин с номинальной угловой скоростью Ω=Ω0, при которой частота генератора f = f 0. Отклонение частоты от номинального значения фиксируется измерительным устройством. Сигнал, пропорциональный этому отклонению, проходя через магнитный усилитель, поступает в обмотку возбуждения ДПТ для изменения скорости вращения электрических машин, а, следовательно, и частоты в сторону устранения возникшего отклонения. Следует отметить, что управление двигателем по цепи возбуждения выбрано не случайно, так как при этом согласуются выходное сопротивление МУ с сопротивлением обмотки возбуждения ДПТ. Если учесть, что диапазон изменения скоростей в данной системе не значителен, указанное преимущество целесообразно использовать.

Для Цитирования:
Варенов А. А., Ерашова Ю. Н., Анализ и синтез инженерной модели системы стабилизации повышенной частоты. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2017;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: